Toz Metalurjisi ve Biyomalzemeler

Biyomalzemeler, tıbbi bir amaç için biyolojik sistemlerle etkileşime girecek şekilde tasarlanmış özel malzemelerdir. Ayrıca vücudun belli kısımlarının iyileşmesine ve gelişmesine yardım etmektedir. Vücudun doku işlevini onarıp geliştirmek, büyütmek veya istenilen biçimde değiştirmek için kullanılır. Bir bilim olarak biyomalzemelerin incelenmesi yaklaşık 50 yıldır hayatımızdadır diyebiliriz. Biyomalzemeler üzerine yapılan binlerce araştırma bulunmaktadır. Dünyanın çeşitli yerlerindeki şirketlerde yeni ürünlerin iyileştirmesinde ve geliştirilmesinde büyük rol oynamaktadır. Geçmişten günümüze istikrarlı ve güçlü bir gelişme göstermektedir. Biyomalzeme bilimi tıp, biyoloji, kimya ve malzeme bilimi unsurlarını tamamını kapsamaktadır.

Toz metalurjisi, malzemelerin veya bileşenlerin çeşitli metal tozlarından yapıldığı bir uygulamadır. Toz metalurji aşamalarına bakıldığında, metal işleme aşamalarında kullanma ihtiyacını karşılamaya yardım eder  ve büyük ölçüde sanayi sektörüne katkıda bulunur. Sonuç olarak, üretimde verimi artırır ve  kayıpları büyük ölçüde azaltır. Daha düşük maliyetlerle daha iyi sonuçlar alınmasına yardımcı olur. Toz metalurjisi aynı zamanda kullanılmayan ve gereksiz olan malzemelerin eritilerek ve şekillendirilerek tekrar kullanımına uygun hale getirmektedir.

Biyomalzemelerin toz metalurjisi günümüzde çok keşfedilmemiş alanlardan birisidir fakat ilgili olduğu üretim teknolojilerindeki önemli ilerleme, önümüzdeki yıllar içinde sağlık sektörüne büyük katkılar sağlayacağının sinyallerini vermektedir. Tıbbi cihazlar, cerrahi implantlar ve protezler için gelişmekte olan bu sektöre katılma olasılığını ortaya çıkarmaktadır. Metal enjeksiyon kalıplama gibi toz metalurji teknolojileri, büyük miktarlarda karmaşık şekilli parçalar gerektiğinde başvurulması gereken ilk ümit verici üretim yollarından biridir. Bunlara ek olarak, kemiğin içe büyümesi ile implant uygulamalarında iyileştiren gözenekli implantlar veya kaplamalar tercihen toz metalurji  teknolojileri ile yapılır. En çok tercih edilen malzemelerden; titanyum ve magnezyum tozlarından başlayarak implant materyallerinin zorlu şekillerinin oluşması ve kendine özgü özelliklerini taşıması için yoğun araştırmalar yapılmaktadır.  İdeal bir biyomalzemenin, gerçeğe benzer ve uyumlu olması hatta olumsuz doku tepkisi olmaması gibi özellikler göstermesi beklenir. Ayrıca kemik yoğunluğu kadar düşük bir yoğunluğa sahip olması gerekir. Düşük elastik modülüs, iyi aşınma direnci gibi özelliklere sahip olması da beklenmektedir. Bu yüzden toz metalurjinin sinterleme, ölçüleme ve buharlama aşamaları; biyomateryal malzemelerinin oluşturulmasında önemli bir yere sahiptir ve katkısı çok fazladır.

 

Oğuzhan TÜRKYILMAZ

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

 

 

Kaynaklar

  • Bram, T. Ebel, M. Wolff, A.P. Cysne Barbosa, N. Tuncer, Applications of powder metallurgy in biomaterials, Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering, Advances in Powder Metallurgy, Woodhead Publishing, 2013, 520-554.
  • Wikipedia.org, Powder Metallurgy.
  • Wikipedia.org, Biomaterial.
  • nibib.nih.gov, Science – Education, Science Topics, Biomaterials

 

8+

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir